Проверка прочности сечений балки - Металлический мост

Произведем проверку прочности сечений пролетного строения на расчетные экстремальные усилия.

Расчет по нормальным напряжениям состоит в проверке соблюдения условия:

Где W - минимальный момент сопротивления сечения

- коэффициент надежности

См 3

Произведем подбор сечения главной балки:

Толщину стенки рассчитываем по формуле:

Принимаем толщину стенки равной 2 см.

Принимаем высоту балки 3240 мм и толщину стенки tW=20 мм.

Далее подберем остальные размеры сечения мм

Принимаем мм

см

Проверяем условие, при соблюдении которого не требуется постановка продольных ребер в стенке:

В дальнейших расчетах принимаем tW=20 мм.

Далее производим подбор размеров полок балки. Для чего вычисляем требуемый моменты инерции

,

Затем находим площадь сечения полок АF и находим их размеры:

,

Где h0 =120-2=118 см - расстояние между осями полок.

Изменение сечения балки по длине пролета

Изменение сечения проводится с целью экономии, т. к. изготовление балки постоянного сечения требует высоких материальных затрат.

Хотя двойное изменение сечения также не целесообразно, т. к. требует большого количества трудозатрат. Поэтому наибольший эффект дает изменение сечения пояса на расстоянии:

X = (1/6)l=57/6=9,5 м

Целесообразно толщину полки оставлять без изменения и уменьшать ширину полки. При равномерно распределенной нагрузке

M1 = q * x * (l-x)/2=140,56*2,4*11,8/2=1990,33 кН*м

WCal,1=M1/(RWy*гC)=1990,33/(0.85*16200*1)=144541,03 см4

AF, cal=2(WCal,1*h/2 - tW*hW3/12)/(hW+tF)2=38.34 см2

BF,1= AF, cal/tF=38.34/2=19.17?20см

Расстояние от опоры до мест изменения сечения:

М

М

В соответствии с наиболее оптимальным значение принимаем х = 2,4 м.

Расчет соединений поясов балки со стенкой

Для устройства угловых поясных швов принимаем автоматическую сварку под слоем флюса (поддерживает постоянную температуру, изолирует от попадания О2 и др. газов).

По таблице 50* СНиПа для 2-ой группы конструкций и стали С345 принимаем флюс АН-348-А (по ГОСТ 9087-81*) и сварочную проволоку Св-08А (по ГОСТ 2246-70*).

По таблице 56 для сварочной проволоки Св-08А принимаем расчетное сопротивление по металлу шва.

Для стали С345 по таблице 51* СНиПа при толщине проката до 32 мм нормативное значение прочности металла принимаем.

Расчетное сопротивление углового шва по металлу границы сплавления, .

Принимаем положение шва в "лодочку" (имеется место для того, чтобы поставить автомат для сварки). По таблице 34* СНиПа для автоматической сварки проволоки Ш 3мм для диапазона катетов от 3 мм до 16 мм принимаем коэффициент ; . Коэффициент работы сварочного шва:

.

Определим расчетное сечение углового шва по линии 1-1:

.

Определим расчетное сечение углового шва по линии 2-2:

.

Сравним расчетное сечение углового шва и выберем минимальное значение - 198 МПа. Расчет ведем по металлу шва линии 1-1.

Находим требуемый катет поясного шва:

;

Мм.

Определяем по конструктивным требованиям min и max катеты швов.

Мм.

По таблице 38* СНиПа для таврового соединения с двухсторонними угловыми швами при текучести и при max-ой толщине свариваемых элементов мм, мм.

Назначаем мм.

Расчет узлов и стыков

Комбинированные соединения. В комбинированных (болтосварных) стыках необходимо подобрать количество и диаметр высокопрочных болтов (ВПБ), разместить их в пределах стенки, определить размеры стыковых накладок.

В общем случае стык воспринимает изгибающий момент М, продольную N и поперечную Q силы. Предварительно разместив болты в накладке (по стандартной сетке размеров), проверяют прочность болтового соединения по условию:

Где Мс - часть изгибающего момента М, приходящаяся на стенку, Mс = MIс/I (Iс, I - момент инерции стенки и момент инерции всего сечения балки) соответственно;

Wб - момент сопротивления болтового поля, определяемый по формуле; Nс, Qс - части продольной N и поперечной Q сил, приходящиеся на стенку, Nc = NAc/A; Q = Q/nc (Аc, А - площадь сечения стенки и всего сечения; nc - число стенок) соответственно; n, k - число рядов болтов и число болтов в i-м ряду; пб - число болтоконтактов; QBh, - расчетное усилие, воспринимаемое одним болтоконтактом. При устройстве клеефрикционного покрытия контактных поверхностей табличные значения следует умножать на коэффициент 0,96.

Расчетное усилие Qhb, которое может быть воспринято каждой поверхностью трения в соединении элементов, стянутых одним ВПБ (одним болтоконтактом), можно определить по формуле

Qbh = Pм/гBh

Где Р - усилие натяжения болта, м - коэффициент трения соединяемых элементов по соприкасающимся поверхностям; гBh - коэффициент надежности, зависящий от способа обработки контактных поверхностей элементов и количества болтов в соединении.

Усилие Р натяжения высокопрочного болта определяют по формуле

P = 0,7RbUnABhMBh

Где RBun - наименьшее временное сопротивление ВПБ разрыву (RBun = = 1100 - 1350 МПа для стали марки 40Х "селект"); АBh - площадь сечения болта нетто; mBh - коэффициент условий работы, учитывающий уменьшение натяжения болта в процессе эксплуатации, mBh - 0,95.

Толщину стыковых накладок назначают из условия их равнопрочности стыкуемым деталям.

Расчет комбинированного стыка главной балки, примыкающего к опоре В(С) пролетного строения.

В сечении стыка действуют максимальные расчетные усилия: М =23535,47 кН?м;

N = 0; Q = 368,84 кН.

Часть изгибающего момента, приходящаяся на стенку коробки:

|Mc| = 23535,47?0,036/0,15939431473 = 5314 кН?м.

Поперечная сила, приходящаяся на одну стенку коробки:

Qc = Q = 368,84кН.

Принимаем диаметр высокопрочных болтов 24 мм и клеефрикционном покрытии контактных поверхностей.

Произведем проверку прочности болтового стыка по формуле

Принимаем 64 болта. И две накладки размером 2550х320х8

Похожие статьи




Проверка прочности сечений балки - Металлический мост

Предыдущая | Следующая